Domů     Technika
Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!
21.stoleti 19.6.2010

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích. Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem nás
Potřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota. Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství. Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách.
Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?
V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem. Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů. Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenství
Jak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích. Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovat
Jedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta. Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy. Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další. V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala. 

Pomohou počítačové modely
Hořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum. Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Předchozí článek
Další článek
Související články
Představte si budoucnost, ve které domy rostou stejně jako houby po dešti. Zní to jako sci-fi? Možná. Ale v České republice už takový dům existuje. Experimentální projekt SAMOROST přinesl skutečnou revoluci v udržitelném bydlení. Poprvé v historii nechali vyrůst dům, jehož klíčovým materiálem je mykokompozit – stavební prvek vytvořený z podhoubí. Inovativní přístup otevírá nové […]
Technika 12.5.2025
Ministerstvo financí ve spolupráci s Českým institutem informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) ČVUT představilo nového inteligentního chatbota Adama. Ten pomáhá auditorům při kontrole čerpání dotací a grantů a tuto agendu tím významně zrychluje a zpřehledňuje. Jedním z hlavních úkolů Auditního orgánu ministerstva financí (AO MF) je ověřovat, zda jsou projekty financované z veřejných prostředků realizovány […]
Technika Vesmír 8.5.2025
Sovětská sonda Kosmos 482, která byla vypuštěna 31. března 1972 v rámci programu Venera s cílem prozkoumat planetu Venuši, se po více než 50 letech na oběžné dráze chystá na nekontrolovaný návrat do zemské atmosféry. Očekává se, že k tomu dojde mezi 9. a 11. květnem 2025. Kosmos 482 nebyla obyčejná sonda. Její sestupový modul […]
Technika 1.5.2025
Renault oživil legendu. Nový model R5 E-Tech Elektrický není jen retro poctou slavnému hatchbacku ze 70. let, ale chytrou odpovědí na současné výzvy městské mobility. S čistě elektrickým pohonem, evropskou výrobou a technologiemi jako z jiné galaxie chce být víc než jen dalším elektromobilem. Chce dobýt města – a možná i srdce nostalgiků. Pop-art na […]
Technika 1.5.2025
Co se vám vybaví, když se řekne slovo darkweb neboli temný web? Už název sám o sobě vyvolává v člověku představu, že se zde bude konat něco nekalého. Někteří už asi slyšeli zvěsti o tom, že se zde prodávají drogy, nelegální pornografie, zbraně či orgány. Co je na tom ale pravdy? Asi vás to překvapí, […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz